Grundlegendes zu Hochverfügbarkeitsfunktionen von Routern von Juniper Networks

Routing-Engine-Redundanz

Redundante Routing-Engines sind zwei Routing-Engines, die auf derselben Routing-Plattform installiert sind. Einer fungiert als primärer, während der andere als Backup bereitsteht, falls die primäre Routing-Engine ausfällt. Auf Routing-Plattformen mit dualen Routing-Engines erfolgt die Netzwerkrekonvergenz schneller als auf Routing-Plattformen mit einer einzigen Routing-Engine.

Graceful Routing-Engine Switchover

Graceful Routing-Engine Switchover (GRES) ermöglicht es einer Routing-Plattform mit redundanten Routing-Engines, Pakete weiterzuleiten, selbst wenn eine Routing-Engine ausfällt. Beim Graceful Routing-Engine-Switchover bleiben Schnittstellen- und Kernelinformationen erhalten. Der Datenverkehr wird nicht unterbrochen. Beim Graceful Routing-Engine-Switchover wird die Steuerungsebene jedoch nicht beibehalten. Benachbarte Router erkennen, dass der Router neu gestartet wurde, und reagieren auf das Ereignis in einer Weise, die durch individuelle Routing-Protokollspezifikationen vorgeschrieben ist.

Nonstop-Bridging

Nonstop-Bridging ermöglicht es einem Gerät, von einer primären Routing-Engine zu einer Backup-Routing-Engine zu wechseln, ohne dass L2CP-Informationen (Layer 2 Control Protocol) verloren gehen. Nonstop Bridging verwendet dieselbe Infrastruktur wie Graceful Routing-Engine Switchover, um Schnittstellen- und Kernelinformationen zu erhalten. Nonstop-Bridging speichert jedoch auch L2CP-Informationen, indem der Layer 2 Control Protocol-Prozess (l2cpd) auf der Backup-Routing-Engine ausgeführt wird.

Nonstop-Bridging wird für die folgenden Layer 2-Steuerungsprotokolle unterstützt:

• Spanning Tree Protocol (STP)

• Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP)

• Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP)

• VLAN Spanning Tree Protocol (VSTP)

Nonstop Active Routing

Nonstop Active Routing (NSR) ermöglicht es einer Routing-Plattform mit redundanten Routing-Engines, von einer primären Routing-Engine zu einer Backup-Routing-Engine zu wechseln, ohne die Peer-Knoten über eine Änderung zu informieren. Nonstop Active Routing verwendet dieselbe Infrastruktur wie Graceful Routing-Engine Switchover, um Schnittstellen- und Kernelinformationen zu erhalten. Beim aktiven Nonstop-Routing bleiben jedoch auch Routing-Informationen und Protokollsitzungen erhalten, indem der Routing-Protokollprozess (RPD) auf beiden Routing-Engines ausgeführt wird. Darüber hinaus behält das unterbrechungsfreie aktive Routing die im Kernel aufrechterhaltenen TCP-Verbindungen bei.

Eine Liste der Protokolle und Funktionen, die von Nonstop Active Routing unterstützt werden, finden Sie unter Nonstop Active Routing Protocol and Feature Support.

Weitere Informationen zum Nonstop Active Routing finden Sie unter Nonstop Active Routing Concepts.

Graceful-Restart

Bei Routing-Protokollen erfordert jede Serviceunterbrechung, dass ein betroffener Router die Nachbarschaften zu benachbarten Routern neu berechnet, Routing-Tabelleneinträge wiederherstellt und andere protokollspezifische Informationen aktualisiert. Ein ungeschützter Neustart eines Routers kann zu Weiterleitungsverzögerungen, Routen-Flapping, Wartezeiten aufgrund der Protokollrekonvergenz und sogar zu Paketverlusten führen. Um diese Situation zu verringern, bietet der Graceful Restart Erweiterungen für Routingprotokolle. Diese Protokollerweiterungen definieren zwei Rollen für einen Router: Neustart und Helfer. Die Erweiterungen signalisieren benachbarten Routern, dass ein Router neu gestartet wird, und verhindern, dass die Nachbarn die Zustandsänderung während eines ordnungsgemäßen Neustart-Warteintervalls an das Netzwerk weitergeben. Die Hauptvorteile des Graceful-Restart sind die unterbrechungsfreie Paketweiterleitung und die vorübergehende Unterdrückung aller Aktualisierungen des Routing-Protokolls. Der graceful-restart ermöglicht es einem Router, zwischengeschaltete Konvergenzzustände zu durchlaufen, die vor dem Rest des Netzwerks verborgen sind.

Wenn ein Router einen ordnungsgemäßen Neustart ausführt und der Router keine Protokoll-Verfügbarkeitsmeldungen (Hallos) mehr sendet und beantwortet, gehen die Angrenzer von einem ordnungsgemäßen Neustart aus und beginnen, einen Timer auszuführen, um den neu startenden Router zu überwachen. Während dieses Intervalls verarbeiten Hilfsrouter keine Adjacency-Änderung für den Router, von dem sie annehmen, dass er neu gestartet wird, sondern setzen das aktive Routing mit dem Rest des Netzwerks fort. Die Hilfsrouter gehen davon aus, dass der Router die zustandsbehaftete Weiterleitung basierend auf dem letzten beibehaltenen Routing-Status während des Neustarts fortsetzen kann.

Wenn der Router tatsächlich neu gestartet wurde und vor Ablauf der Graceful-Timer-Periode in allen Helper-Routern wieder verfügbar ist, stellen die Helper-Router dem Router die Routing-Tabelle, Topologietabelle oder Label-Tabelle (je nach Protokoll) zur Verfügung, beenden die Graceful-Periode und kehren zum normalen Netzwerk-Routing zurück.

Wenn der Router seine Aushandlung mit den Hilfsroutern nicht vor Ablauf der Graceful-Timer-Periode in allen Hilfsroutern abschließt, verarbeiten die Hilfsrouter die Zustandsänderung des Routers und senden Routing-Aktualisierungen, sodass die Konvergenz im gesamten Netzwerk erfolgt. Wenn ein Hilfs-Router einen Verbindungsfehler vom Router erkennt, bewirkt die Topologieänderung, dass der Hilfs-Router die Wartezeit verlässt und Routing-Updates sendet, sodass eine Netzwerk-Konvergenz stattfindet.

Damit ein Router ordnungsgemäß neu gestartet werden kann, müssen Sie die graceful-restart Anweisung auf globaler [edit routing-options] [edit routing-instances instance-name routing-options] oder Hierarchieebene einschließen. Optional können Sie die globalen Einstellungen auf der Ebene der einzelnen Protokolle ändern. Wenn eine Routing-Sitzung gestartet wird, muss ein Router, der mit einem ordnungsgemäßen Neustart konfiguriert ist, mit seinen Nachbarn verhandeln, um sie bei einem ordnungsgemäßen Neustart zu unterstützen. Ein benachbarter Router akzeptiert den Aushandlungs- und Support-Hilfsmodus, ohne dass ein ordnungsgemäßer Neustart auf dem benachbarten Router konfiguriert werden muss.

Der ordnungsgemäße Neustart wird für die folgenden Protokolle und Anwendungen unterstützt:

• BGP

• ES-IS

• IS-IS

• OSPF/OSPFv3

• PIM-Sparse-Modus

• RIP/RIPng

• MPLS-bezogene Protokolle, einschließlich:

  • Label Distribution Protocol (LDP)

  • Resource Reservation Protocol (RSVP)

  • Circuit Cross-Connect (CCC)

  • Translationale Vernetzung (TCC)

• Layer 2 und Layer 3 virtuelle private Netzwerke (VPNs)

Nonstop Active Routing im Vergleich zu Graceful Restart

Nonstop-aktives Routing und Graceful-Restart sind zwei verschiedene Methoden zur Aufrechterhaltung der Hochverfügbarkeit. Der ordnungsgemäße Neustart erfordert einen Neustart des Routers. Ein Router, der einen ordnungsgemäßen Neustart durchläuft, verlässt sich auf seine Nachbarn (oder Helfer), um seine Routing-Protokollinformationen wiederherzustellen. Der Neustart ist der Mechanismus, mit dem Helfern signalisiert wird, das Warteintervall zu verlassen und Routing-Informationen an den neu startenden Router bereitzustellen.

Im Gegensatz dazu erfordert aktives Nonstop-Routing keinen Neustart des Routers. Sowohl das primäre als auch das Backup-Routing-Modul führen den Routing-Protokollprozess (RPD) aus und tauschen Updates mit Nachbarn aus. Wenn eine Routing-Engine ausfällt, wechselt der Router einfach zur aktiven Routing-Engine, um Routing-Informationen mit Nachbarn auszutauschen. Aufgrund dieser Funktionsunterschiede schließen sich Nonstop-Routing und Graceful-Restart gegenseitig aus. Nonstop-Routing kann nicht aktiviert werden, wenn der Router als Router mit ordnungsgemäßem Neustart konfiguriert ist. Wenn Sie die graceful-restart Anweisung auf einer Hierarchieebene und die nonstop-routing Anweisung auf Hierarchieebene [edit routing-options] einschließen und versuchen, die Konfiguration zu bestätigen, schlägt die Commitanforderung fehl. Weitere Informationen finden Sie unter Nonstop Active Routing Concepts.

Auswirkungen eines Routing-Engine-Switchovers

Auswirkungen eines Routing-Engine-Switchovers beschreibt die Auswirkungen eines Routing-Engine-Switchovers, wenn keine Hochverfügbarkeitsfunktionen aktiviert sind und wenn Graceful-Routing-Engine-Switchover-, Graceful-Restart- und Nonstop-Routing-Funktionen aktiviert sind.

VRRP

Das Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) ermöglicht es Hosts in einem LAN, redundante Routing-Plattformen (Primär- und Backup-Paare) im LAN zu nutzen, wobei nur die statische Konfiguration einer einzigen Standardroute auf den Hosts erforderlich ist.

Die VRRP-Routing-Plattformpaare teilen sich die IP-Adresse, die der auf den Hosts konfigurierten Standardroute entspricht. Zu jeder Zeit ist eine der VRRP-Routing-Plattformen die primäre (aktive) und die anderen sind Backups. Wenn der primäre Router ausfällt, wird einer der Backup-Router oder -Switches zum neuen primären Router.

VRRP hat Vorteile in Bezug auf einfache Administration, Durchsatz und Zuverlässigkeit des Netzwerks:

• Es bietet eine virtuelle Standard-Routing-Plattform.

• Er ermöglicht die Weiterleitung des Datenverkehrs im LAN ohne einen Single Point of Failure.

• Ein virtueller Backup-Router kann einen ausgefallenen Standard-Router übernehmen:

  • Innerhalb weniger Sekunden.

  • Mit einem Minimum an VRRP-Datenverkehr.

  • Ohne jegliche Interaktion mit den Gastgebern.

Geräte, auf denen VRRP ausgeführt wird, wählen dynamisch Primär- und Backup-Router aus. Sie können auch die Zuweisung von Primär- und Backup-Routern mit Prioritäten von 1 bis 255 erzwingen, wobei 255 die höchste Priorität ist.

Im VRRP-Betrieb sendet der primäre Standard-Router in regelmäßigen Abständen (Standard 1 Sekunde) Ankündigungen an Backup-Router. Wenn ein Backup-Router für einen festgelegten Zeitraum keine Werbung erhält, übernimmt der Backup-Router mit der nächsthöheren Priorität die Rolle des primären Routers und beginnt mit der Weiterleitung von Paketen.

VRRP Nonstop Active Routing (NSR) ist nur aktiviert, wenn Sie die nonstop-routing Anweisung auf [edit routing-options] ODER-Hierarchieebene [edit logical system logical-system-name routing-options] konfigurieren.

Weitere Informationen finden Sie unter Grundlegendes zu VRRP.

Vereinheitlichtes ISSU

Ein einheitliches In-Service Software Upgrade (Unified ISSU) ermöglicht Ihnen ein Upgrade zwischen zwei verschiedenen Junos OS Releases ohne Unterbrechung auf der Steuerungsebene und mit minimaler Unterbrechung des Datenverkehrs. Unified ISSU wird nur von Dual-Routing-Engine-Plattformen unterstützt. Darüber hinaus müssen Graceful Routing-Engine Switchover (GRES) und Nonstop Active Routing (NSR) aktiviert sein.

Mit einem einheitlichen ISSU können Sie Netzwerkausfallzeiten eliminieren, Betriebskosten senken und höhere Servicelevel bieten. Weitere Informationen finden Sie unter Erste Schritte mit einheitlichem In-Service Software Upgrade.

Interchassis-Redundanz für Router der MX-Serie mit Virtual Chassis

Interchassis-Redundanz ist eine Hochverfügbarkeitsfunktion, die Geräte in mehreren Regionen umfassen kann, um Netzwerkausfälle zu verhindern und Router vor Ausfällen von Zugriffsverbindungen, Uplinks und Gehäuseausfällen im Großhandel zu schützen, ohne die angeschlossenen Teilnehmer sichtbar zu stören oder den Aufwand für die Netzwerkverwaltung für Service Provider zu erhöhen. Da immer mehr Sprach- und Videoverkehr mit hoher Priorität über das Netzwerk übertragen wird, ist die Interchassis-Redundanz zu einer Voraussetzung für die Bereitstellung zustandsbehafteter Redundanz auf Breitband-Anwender-Verwaltungsgeräten wie Breitbanddienstroutern, Breitbandnetzwerk-Gateways und Breitband-Remotezugriffsservern geworden. Die Unterstützung von Interchassis-Redundanz ermöglicht es Service Providern, strenge Service Level Agreements (SLAs) einzuhalten und ungeplante Netzwerkausfälle zu vermeiden, um die Anforderungen ihrer Kunden besser zu erfüllen.

Um eine Stateful-Interchassis-Redundanz-Lösung für Router der MX-Serie bereitzustellen, können Sie ein Virtual Chassis konfigurieren. Eine Virtual Chassis-Konfiguration verbindet zwei Router der MX-Serie zu einem logischen System, das Sie als ein einziges Netzwerkelement verwalten können. Die Mitgliedsrouter in einem Virtual Chassis werden als primärer Router (auch als primärer Protokollrouter bezeichnet) und als Backup-Router (auch als Protokoll-Backup bezeichnet) bezeichnet. Die Mitgliedsrouter sind über dedizierte Virtual Chassis-Ports miteinander verbunden, die Sie an Trio Modular Port Concentrator/Modular Interface Card (MPC/MIC)-Schnittstellen konfigurieren.

Ein MX-Serie Virtual Chassis wird vom Virtual Chassis Control Protocol (VCCP) verwaltet, einem dedizierten Steuerungsprotokoll, das auf IS-IS basiert. VCCP wird auf den Virtual Chassis-Portschnittstellen ausgeführt und ist für den Aufbau der Virtual Chassis-Topologie, die Auswahl des primären Virtual Chassis-Routers und die Einrichtung der Interchassis-Routing-Tabelle zum Routing des Datenverkehrs innerhalb des Virtual Chassis verantwortlich.

Graceful Routing-Engine Switchover (GRES) und Nonstop Active Routing (NSR) müssen auf beiden Mitgliedsroutern im Virtual Chassis aktiviert sein.